Výzkum naznačil cestu, jak zajistit výnosy plodin i při vysokých teplotách

Výzkum, na kterém pracovali brněnští biologové, naznačil cestu, jak zajistit výnosy plodin i při extrémních teplotách vyvolaných klimatickou změnou. Vědci z institutu CEITEC Masarykovy univerzity ukázali, jak zvýšená teplota ovlivňuje citlivost reprodukčního aparátu rostlin a vývoj pylu. Jejich zjištění lze v budoucnu využít při šlechtění odolnějších odrůd. O výzkumu dnes ČTK informovala mluvčí institutu Halina Jílková. Studii otiskl časopis eLife.

Klimatická změna vede k extrémním výkyvům počasí. Reprodukční systém rostlin je však citlivý na zvýšenou teplotu, zvláště zranitelná je tvorba pylu, což může vést až k samčí sterilitě.

Vědci se proto zaměřili na samčí meiózu, tedy proces vzniku haploidních buněk, ze kterých se dále vyvíjí pyl. Zjistili, že při tepelném stresu nastávají při meióze poruchy dělení chromozómů, což vede k chybám v distribuci genetického materiálu do dceřiných buněk a zastavení vývoje pylu.

"Pro správné rozdělení genetického materiálu do dceřiných buněk jsou důležité takzvané centromery, části chromozomů, na které se připojují mikrotubuly, což jsou taková buněčná lana, jimiž se chromozomy přitahují do nově vznikajících buněk. Zjistili jsme, že zvýšená teplota způsobuje zmenšování centromer v meiotických buňkách, a to vede k větší chybovosti při dělení chromozomů do nově vznikajících buněk, což má vliv na vývoj pylu," popsala Lucie Crhák Khaitová z institutu.

"Centromery mají i všechny buňky lidského těla. Ty normálně fungují při 37 stupních Celsia. Proto je pro nás překvapením, že meiotické centromery rostlin jsou citlivé k teplotám už kolem 30 stupňů. Toto naznačuje, že by mělo být možné zvýšit odolnost těchto centromer a vytvořit odrůdy rostlin, které budou lépe adaptované k teplotním výkyvům," doplnil vedoucí výzkumné skupiny Karel Říha.

Vědci použili unikátní metodu, která jim umožňuje vizualizovat dělení chromozomů přímo v reprodukčních tkáních rostlin. Mohli proto "naživo" sledovat průběh samčí meiózy v živých prašnících rostlin kultivovaných před objektivem mikroskopu v komůrce simulující prostředí s vyšší teplotou.